Question

4．学习了CO₂的有关知识后，同学们查阅资料发现Mg能在CO₂中燃烧：2Mg+CO₂═2MgO+C，所以镁着火不能来CO₂来灭火，但没有找到有关Na能否与CO₂反应的介绍．于是同学们展开了钠着火能否用CO₂来灭火的探究．
【提出猜想】钠能发生类似于CO₂与镁的反应，可能的化学方程式为4Na+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【实验】将燃着的钠伸入装有CO₂的集气瓶中，钠能在集气瓶中继续燃烧．
进一步【查阅资料】得知：
①Na₂O是白色固体，能与CO₂反应生成Na₂CO₃，也能与H₂O反应生成NaOH．
②Ba（OH）₂溶于水而BaCO₃不溶于水．
③Na₂CO₃的存在会干扰NaOH的检测．
基于以上资料，同学们认为钠在CO₂中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：
Ⅰ．Na₂O、C；ⅡNa₂CO₃、C；Ⅲ．NaOH、C；Ⅳ．Na₂O、Na₂CO₃、C
通过理论分析，猜想Ⅲ（填序号）肯定错误的，理由是NaOH中有氢元素而反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律可知Ⅲ错误
【验证猜想】

步骤	实验操作	主要实验现象	结论（燃烧产物判断）
（1）	将产物溶于适量水中	部分溶解，试管底部有黑色固体	燃烧产物中肯定有C
（2）	取少量（1）所得上层溶液，加入过量的BaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃烧产物中肯定有Na2CO3
（3）	取少量（2）所得上层清液，加入CuSO4（或CuCl2）溶液	有蓝色沉淀生成	燃烧产物中肯定有Na2O

在步骤（2）中BaCl₂溶液为什么要加入至过量？其原因是：完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干扰NaOH的检验．
【结论】猜想Ⅳ（填序号）是正确的．

Answer 1

分析 【提出猜想】钠能发生类似于CO₂与镁的反应，用类比的方法可书写其发生的化学方程式；
【实验】根据资料，同学们认为钠在CO₂中燃烧的产物应该与Mg在CO₂中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出几种猜想；通过质量守恒定律可知分析，猜想Ⅲ肯定是错误的；
【验证猜想】
由操作和现象，得出结论；或由操作和结论，推测现象；或由现象和结论，推测操作．了解在步骤（2）中BaCl₂溶液为什么要加入至过量的原因．
【结论】由猜想得结论．

解答 解：【提出猜想】钠能发生类似于CO₂与镁的反应，故可用类比的方法书写其发生的化学方程式为：4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【实验】将燃着的钠伸入装有CO₂的集气瓶中，钠能在CO₂中继续燃烧．
进一步查阅资料得知：①Na₂O是白色固体，能与CO₂反应生成Na₂CO₃，与H₂O反应生成NaOH．②Ba（OH）₂溶于水而BaCO₃不溶于水．③Na₂CO₃的存在会干扰NaOH的检测．基于以上资料，同学们认为钠在CO₂中燃烧的产物应该与Mg在CO₂中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：ⅠNa₂O、C；ⅡNa₂CO₃、C；ⅢNaOH、C；ⅣNa₂O、Na₂CO₃、C；
通过理论分析，猜想：Ⅲ肯定是错误的，理由是：NaOH中有氢元素而反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律可知Ⅲ错误．
【验证猜想】由操作和现象，得出结论；或由操作和结论，推测现象；或由现象和结论，推测操作：故

步骤	实验操作	主要实验现象	结论（燃烧产物判断）
（1）	将产物溶于适量水中	部分溶解，试管 底部有黑色固体	燃烧产物中肯定有C（炭）
（2）	取（1）所得少量上层清液，加入过量的BaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃烧产物中肯定有Na2CO3
（3）	取（2）所得少量上层清液，加入 CuSO4（或CuCl2）溶液	有蓝色沉淀生成	燃烧产物中肯定有 Na2O

在步骤（2）中BaCl₂溶液要加入至过量，目的是完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干扰NaOH的检验．
【结论】通过实验验证可知猜想Ⅳ正确．
故答案为：【提出猜想】4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；
【实验】Na₂CO₃；Ⅲ；NaOH中有氢元素而反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律可知Ⅲ错误；
【验证猜想】

步骤	实验操作	主要实验现象	结论（燃烧产物判断）
（1）
（2）		有白色沉淀生成
（3）	CuSO4（或CuCl2）		Na2O

完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干扰NaOH的检验；
【结论】Ⅳ．

点评 掌握质量守恒定律的也是守恒的思想处理问题；了解物质的鉴别与推断的方法，能够考查学生的分析问题能力．